ская энергия потока жидкости в сечении.

Величина h1-2 – это потери на трение, уменьшение удельной механической энергии потока на участке между сечениями 1-1 и 2-2. Оно происходит из-за работы сил вязкостного трения, препятствующего течению. Это явление приводит к преобразованию какой-то части механической энергии в тепловую.

Таким образом, уравнение Бернулли для потока (струйки) реальной жидкости имеет энергетический смысл, который заключается в том, что это – уравнение сохранения энергии, которое учитывает потери напора.

Анализ уравнения Бернулли дает возможность сделать вывод о том, что если на каком-то участке потока изменяется скорость течения (например, в связи с изменением сечения потока), то должно изменяться и давление. При увеличении скорости давление падает, и наоборот.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Опыт на стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01 (выполняет первая подгруппа)

Стенд представлен сложным трубопроводом, который имеет три части, состоящие из прозрачных труб, имеющих следующие внутренние

диаметры: dI = 15 мм, dII = 11 мм, dIII = 15 мм. Расстояния между точками отбора и схема подключения пьезометров показаны на рис. 1 (раздел

«Общие сведения о стенде ТМЖ-2В-09-12ЛР-01»).

Для того чтобы исследовать влияние изменения геометрического напора, в стенде предусмотрена возможность изменения угла наклона трубопровода относительно горизонта.

Переходы между участками трубопровода выполнены в виде конусов (конфузора и диффузора).

Порядок действий

1.Полностью закрыть задвижки З1, З2, З4, З5, З6, З7, З8 и краны КР4, КР5, КР8, КР12. Краны КР6, КР7, КР9, КР14 полностью открыть.

2.На насосе НЗ есть переключатель, который необходимо повернуть

вкрайнее правое положение, после чего можно включить электрическое

33

питание стенда с помощью тумблера на его передней части, при этом загорится световой индикатор. Теперь следует подать электропитание на насос Н3, для чего необходимо переключить его тумблер в крайнее левое положение. Рядом с тумблером загорится световой индикатор, а накопительный бак Б2 начнет заполняться водой.

3.Дождаться наполнения напорной секции накопительного бака Б2. Вода в баке должна достигнуть уровня, при котором возникает перелив из одной секции бака Б2 в другую.

4.Вращая рукоятку задвижки З6, установить уровень жидкости

впьезометре № 12 (НП12) в соответствии с табл. 3.1.

5.Закрыть кран КР9. С помощью секундомера измерить время Δt заполнения объема V жидкости, поступающей в мерную емкость ЕМ1. Записать значения в табл. 3.1. Открыть кран КР9.

6.Записать в табл. 3.1 показания пьезометров № 13, 14, 15, 16, 17

(НП13, НП14, НП15, НП16, НП17).

7. Повторить действия, описанные в пп. 4, 5 и 6 для все х значений НП12 из табл. 3.1. Результаты измерений записать в табл. 3.1.

8.Изменяя угол наклона трубопровода ТЗ (контролируется по специальной линейке, размещенной на кронштейне трубопровода) при неизменной величине перекрытия задвижки З6 (рекомендуется перекрытие около 5 оборотов рукоятки задвижки), повторить измерения пп. 4–8. Результаты записать в табл. 3.2. Чтобы изменить угол наклона трубопровода Т3 следует ослабить барашек винтового фиксатора, расположенного на тыльной стороне пластины кронштейна, придерживая поворотный механизм за металлическую прямоугольную трубу, к которой крепится прозрачный трубопровод.

9.Полностью закрыть задвижку З6.

10.Выключить питание насоса Н3.

Обработка результатов

1. Рассчитать величину подачи Q =V / ∆t насоса и записать значения

втабл. 3.1.

2.Рассчитать потери статического напора по длине участков трубопровода:

∆hI = HП12 − НП13; ∆hII = HП14 − НП15 ; ∆hIII = H П16 − НП17 .

34

3. Рассчитать местные потери пьезометрического напора:

а) в плавном сужении русла (конфузоре) ∆h13−14 = H П13 − НП14 ; б) в плавном расширении русла (диффузоре) ∆h15−16 = H П15 − НП16 .

4. Рассчитать средние скорости жидкости и критерии Рейнольдса для каждого участка по формулам:

где SI, SII – площади сечений соответствующих участков трубопровода;

ν – кинематическая вязкость жидкости (для воды при нормальных условиях ν = 10–6 м2/с = 1 мм2/с).

5.Определить коэффициенты Кориолиса (α), используя число Рейнольдса и необходимые теоретические сведения, данные в описании лабораторной работы (с. 32 в рамке).

6.Рассчитать скоростные напоры на каждом участке трубопровода:

7. Рассчитать суммарные пьезометрические напоры для каждого участка:

∆hIΣ = ∆hI +h13−14 = H П12 − H П14 , ∆hIIΣ = ∆hII + h15−16 = H П14 − H П16 ,

∆hIIIΣ = ∆hIII = H П16 − H П17 .

Потребный пьезометрический напор сложного трубопровода:

36

Полный напор сложного трубопровода с последовательным соединением:

H Σ = H IΣ + H IIΣ + H IIIΣ .

8. Построить характеристики для участков трубопровода H IΣ = f (Q ),

H IIΣ = f ( Q ), H IIIΣ = f ( Q ), общую характеристику сложного трубопровода с последовательным соединением участков в координатах «подача – потребный напор» H Σ = f ( QH ).

9. Взять максимальное значение расхода на трубопроводе и построить линии пьезометрического напора. Его необходимо дополнить линиями скоростных напоров. В итоге получится линия полного напора.

Линия, характеризующая пьезометрический напор, строится по показаниям пьезометров.

Линия полного напора получается путем сложения пьезометрического напора со значением скоростного напора.

Схематичный пример построения пьезометрической и напорной линий показан на рис. 3.1.

Рис. 3.1. Пьезометрическая и напорная линии

10. Сделать и записать выводы.

37